CN201298849Y - 一种gsm基带解码直放机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种GSM基带解码直放机，包括光端机将从近端机接收到的下行光信号转换成射频信号，经HPA放大，再经双工器后，通过天线将信号覆盖到服务区域，移动用户发射的上行信号通过天线传送，经过双工器，再经过LNA滤波、放大处理，再由光端机将射频信号转换成光信号后传输至近端机，还包括一基带解码时隙分析器，以分析GSM帧结构，并控制HPA的开闭，HPA具有时隙开关功能，其输入端前置有一延时器。本实用新型能分析GSM时隙是否信令或业务时隙、业务时隙是否使用或空闲，动态地控制射频功率放大器打开或关闭，则可以使射频功率放大器在有效的时隙时才工作，其余时隙关闭，减小射频功率放大器的静态的功耗。

Description

一种GSM基带解码直放机

技术领域

本实用新型涉及移动通讯的相关技术领域，具体地说是一种GSM基带解码直放机。

背景技术

传统的GSM光纤直放站工作方式(直放机系统框图如图1所示)，GSM直放站对RF的线性指标要求高。为了保证线性指标，射频功率放大器一般工作在A类或AB类。A类或AB类的射频功率放大器静态工作电流大，即使没有信号，静态的功耗也很大，因此功率放大器的效率比较低(15％)。采用前馈技术或数字预失真技术能在保证功率放大器线性指标的同时，提高其工作效率(20％)，但相对电路设计复杂，同时成本较高。当然也存在为提高射频功率放大器工作效率，采用牺牲线性指标的折衷办法。

传统的GSM光纤直放站功耗分析

以一套20W光纤直放站来分析各部件的功耗：

HPA的功耗占了整机功耗的80％，直放站功耗主要集中在HPA降低功耗，因此GSM直放站节能主要是降低HPA的功耗。

GSM系统采用时分多址(TDMA)的移动通信技术，每个载频分成八时隙，信令和话务分配在其中的部分时隙里。若能分析GSM时隙是否信令或业务时隙、业务时隙是否使用或空闲，动态地控制射频功率放大器打开或关闭，则可以使射频功率放大器在有效的时隙时才工作，其余时隙关闭，减小射频功率放大器的静态的功耗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种GSM基带解码直放机，可实现动态控制射频功率放大器打开或关闭，减小射频功率放大器的静态功耗，解决了传统设备功耗大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种GSM基带解码直放机，包括光端机将从近端机接收到的下行光信号转换成射频信号，经HPA放大，再经双工器后，通过天线将信号覆盖到服务区域，以及，移动用户发射的上行信号通过天线传送，经过双工器，再经过LNA滤波、放大处理，再由光端机将射频信号转换成光信号后传输至近端机，其特征在于：还包括一基带解码时隙分析器，以分析由光端机输入的GSM信号的帧结构，并输出控制信号至HPA控制其开闭，所述的HPA具有时隙开关功能，其输入端前置有一延时器。

其中，所述的基带解码时隙分析器包括一GSM无线MODEM，以分析GSM信号的帧结构，以及一信号处理器，其内部设定门限，通过GSM时隙特征比对，根据用户信道分配和占用情况确定HPA打开的时隙。

本实用新型的有益效果体现在：能分析GSM时隙是否信令或业务时隙、业务时隙是否使用或空闲，动态地控制射频功率放大器打开或关闭，使射频功率放大器在有效的时隙时才工作，其余时隙关闭，减小射频功率放大器的静态的功耗。

附图说明

图1为现有技术的直放机系统框图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为在时域和频域中的间隙的示意图；

图4为基带解码分析器电路原理图；

图5为信号处理器电路原理图；

图6为GSM突发脉冲序列时域结构图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

如图2所示的一种GSM基带解码直放机，近端机直接耦合基站信号，通过近端光端机将射频信号转化光信号，再通过光纤传输到远端机；远端机接收到光信号，光端机将光信号转化射频信号，经HPA(高功率放大器)放大后，通过覆盖天线将信号覆盖到服务区域。移动用户发射的上行信号通过天线传送到直放站设备，经过LNA(低噪声放大器)滤波放大处理、光端机转换，光信号传输到近端机。通过光端机转换，将射频信号传输到基站。

基带解码控制模块分析上行和下行信号，确定控制信道的分配时隙，保证控制信道的时隙HPA一直工作，不影响呼叫；确定业务信道的分配时隙，判断业务信道是否占用，控制HPA在有效的时隙时打开，保证通话。其余时隙关闭HPA。

GSM无线信道多址方式：GSM通信系统采用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)结合。FDMA频分多址(200KHz宽度/每载频)和TDMA时分多址(8时隙/每载频)。信令和话务分配在其中的部分时隙里。

GSM移动用户传输信息在无线路径上，是通过某个载频内的某个时隙，它们在时间窗和频率窗内发送，我们称之为间隙。对应于相同间隙的时间间隔称为一个时隙，它的持续时间将作为一种时间单位，称为BP(突发脉冲周期)。

这样一个间隙可以在时间/频率图中用一个长15/26ms，宽200KHz的小矩形表示(见图3)。统一地，我们将GSM中规定的200KHz带宽称为一个频隙。

我们分析GSM时隙是否使用和空闲，控制HPA打开或关闭。使HPA在有效的时隙时才工作，其余时隙关闭，减小HPA的静态的功耗。

GSM时隙分配分析：

GSM的信道分控制信道和业务信道(TCH)。

控制信道：用于传送信令或同步数据。包括广播信道BCH、公共控制信道CCCH、专用控制信道DCCH。控制信道的配置依据每小区的载频数而定。

 

载频数	控制信道分配	时隙分配
			1	1xBCCH+CCCH+4SDCCH/4	TS0
2-5	1xBCCH+CCCH+8SDCCH/8	TS0
			6-8	1xBCCH+CCCH+2x8SDCCH/8	TS0
>8	2xBCCH+CCCH+4x8SDCCH/8	TS0，2，4，6

业务信道：业务信道分配在TS0-TS7里。GSM系统对发射和接收的业务信道有规定：上行的时隙和下行的时隙错开三个时隙。

GSM基带解码直放站时隙控制：

上行链路：LNA功耗低，一致保持工作。

下行链路：根据小区的载频数，确定控制信道的分配时隙，保证控制信道的时隙HPA一直工作，不影响呼叫。

根据业务信道的时隙分配规律，确定是否有业务和业务信道的分配时隙，控制HPA在有效的时隙时打开，保证通话。其余时隙关闭HPA。

GSM基带解码直放站核心部件：

基带解码分析器：核心模块是采用GSM无线MODEM，进行频率同步和帧同步，分析GSM信号中的控制信道、业务信道分配的时隙。工作电路如图4所示。基带解码分析器分析上行和下行的包络，确定GSM的帧结构。借助GSM Modem，确定TS0-TS7的位置。

信号处理器：根据GSM时隙特征比对办法，内部设定门限，确定HPA打开的时隙。

GSM基带解码直放站核心部件：有时隙开关功能的HPA(HPA能快速开关。开关的时间<2uS)。

GSM突发脉冲序列：

每种突发脉冲均包括以下内容：尾比特、消息比特、训练序列、保护间隔。

其中的保护间隔为8.25比特，相当于0.577*8.25/156.25＝0.03ms，即30uS左右。

GSM突发脉冲序列时域结构如图6所示，图中给出了规范所明确的时间框，表明可接受的限制范围，突发序列的尾部留有8.25比特的时间不发生任何信号而作为相邻时隙的防护段，这是发信功率的上升和下降需要的过渡，以避免相邻时隙的干扰。在上行方向，该保护段还能补偿网络同步的不精确和多径的影响。可以看出HPA的开关时间和延时器延时控制均不影响GSM突发序列有效信息的传输和放大。

延时器：由于信号处理和HPA开关需要一定的时间。为了保证HPA在打开前，信号不丢失，通过信号延时器来保持信号。延时器的延时时间控制在3-5uS。

节能效果分析：(最大的节能效果)

在8载频以下的小区，如果没有任何话务时，HPA只在TS0时隙工作，其余时隙关闭，HPA功耗仅为原功耗的12.5％。直放站整机的功耗为原功耗的30％。

节能效果影响因素：

在话务较小的时段或区域，节能效果明显。在话务较多的时段或区域，节能效果不明显。

Claims (2)

1、一种GSM基带解码直放机，包括光端机将从近端机接收到的下行光信号转换成射频信号，经HPA放大，再经双工器后，通过天线将信号覆盖到服务区域，以及，移动用户发射的上行信号通过天线传送，经过双工器，再经过LNA滤波、放大处理，再由光端机将射频信号转换成光信号后传输至近端机，其特征在于：还包括一基带解码时隙分析器，以分析由光端机输入的GSM信号的帧结构，并输出控制信号至HPA控制其开闭，所述的HPA具有时隙开关功能，其输入端前置有一延时器。

2、按权利要求1所述的一种GSM基带解码直放机，其特征在于：所述的基带解码时隙分析器包括一GSM无线MODEM，以分析GSM信号的帧结构，以及一信号处理器，其内部设定门限，通过GSM时隙特征比对，根据用户信道分配和占用情况确定HPA打开的时隙。

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